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International audience

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Geophysical Research Abstracts. - 19 EGU General Assembly 2017, Vienna, Austria, 23 Apr 2017 - 28 Apr 2017; Katlenburg-Lindau : European Geophysical Society, Geophysical Research Abstracts 19, EGU2017-13261-1, 1 Seite (2017)., Published by European Geophysical Society, Katlenburg-Lindau

Most standard geotechnical in situ tests do not allow the direct identification of the constitutive parameters of the soil layers. The use of the finite element method for the designing geotechnical structures is consequently strongly limited by the rough knowledge of the mechanical properties of soil. This fact leads to set the problematics of inverse analysis in geotechnical engineering: What information concerning the constitutive parameters of the soil is it possible to get from in situ measurement ?This study is dedicated to the identification of parameters of soil constitutive models by inverse analysis from in situ geotechnical measurements. The inverse analysis is based on a genetic algorithm optimization process. Furthermore, to describe the set of solutions identified from a genetic algorithm optimization, a statistical analysis based on Principle Component Analysis is introduced. This analysis provides a set of solutions of the inverse problem. If all solutions are not directly identify by genetic algorithm, a principle component analysis on these solutions permits to define an envelop in which all the parameter values satisfy the inverse problem. These developments are based on some synthetic excavation problems and pressuremeter tests., La plupart des essais géotechniques in situ ne permettent pas d'identifier directement les paramètres constitutifs des couches de sol. L'utilisation de calculs par éléments finis pour dimensionner les ouvrages est ainsi limitée par une mauvaise connaissance des propriétés mécaniques des sols. C'est dans ce contexte que se pose la problématique d'analyse inverse en géotechnique : quelles informations concernant les paramètres constitutifs du sol est-il possible d'obtenir à partir de mesures in situ ? L'objectif de ce travail est de développer une méthode d'analyse inverse permettant d'identifier l'ensemble des paramètres constitutifs d'un sol à partir de mesures géotechniques in situ. La procédure est basée sur un processus d'optimisation par algorithme génétique. L'ensemble des solutions identifiées sont ensuite décrites mathématiquement par une étude statistique de type analyse en composantes principales. Cette étude montre que ce type d'optimisation par algorithme génétique permet d'estimer différentes solutions approchées pour les problèmes inverses de géotechnique. Si toutes les solutions d'un problème ne sont pas identifiées directement par l'algorithme génétique, leur exploitation par une analyse en composantes principales permet d'estimer l'ensemble des solutions du problème inverse. Cette méthode est développée sur des exemples d'ouvrages de soutènement et d'essais pressiométriques.

International audience; In the present study a new micromechanical damage model is proposed for transversely isotropic rocks. The originality of this model lies in the fact that it accounts not only for the coupling between material structural anisotropy and damage-induced one, but also for the opening/closure status (the so-called unilateral effects) of evolving microcracks. Taking advantage of a recent study by Goidescu et al. (2013), a closed-form expression of the overall free energy of the microcracked medium is presented. This expression is implemented in an appropriate thermodynamics framework which allows formulating a complete constitutive damage model. The salient features of the model such as the coupling between anisotropies and its effect on the damage yield function and on the tangent operator of the model are illustrated and validated on the identification of a transversely isotropic argillite. It is shown that under direct tensile loadings (including off-axis tests), the theoretical mechanical responses predicted by the proposed model well capture experimental data. Owing to the above results, the response of the material is studied along a tension loading followed by an unloading and a reloading in compression in order to illustrate the so-called unilateral damage effects due to microcracks closure.

The paper presents a study of constitutive parameter value identification by inverse analysis on an earth and rockfill dam application. The objective is to examine if the technique of inverse analysis can be effectively used for this type of case. In the inverse analysis procedure discussed here, values of constitutive parameters are determined based on data recorded from installed instrumentations in the dam. The quantities that are monitored in the dam can be numerically predicted by a finite element simulation. To perform a finite element simulation, constitutive models have to be chosen and values have to be assigned to the parameters included. In inverse analysis, constitutive parameter values are chosen in such a way that the error between data obtained by measurements in the dam and numerical simulation is minimized. This is accomplished by optimization. The genetic algorithm was utilized as the optimization strategy, to search for the minimum error, in this study. Optimizations have been performed both against a synthetic dam case and a real dam case. It was concluded, that the inverse analysis technique studied, could be effectively used for this kind of earth and rockfill dam application. However, the technique was time consuming. Inverse analysis has the potential to become a valuable tool for dam engineers assessing dam performance and dam safety if it becomes readily available in commercial finite element software. Godkänd; 2013; 20130422 (poovah)

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.; International audience; Le creusement d'excavations souterraines dans une roche est à l'origine de la formation d'une zone endommagée, où des microfissures se développent et perturbent fortement les propriétés de transport du matériau. L'objectif de cette étude est de représenter ces phénomènes hydromécaniques par une approche multi-échelles d'endommagement, basée sur une approche de Ponte-Castaneda et Willis en présence de contraintes initiales, puis d'en discuter les avantages et les inconvénients sur le creusement d'un tunnel dans l'argile à Opalinus.

Most standard geotechnical in situ tests do not allow the direct identification of the constitutive parameters of the soil layers. The use of the finite element method for the designing geotechnical structures is consequently strongly limited by the rough knowledge of the mechanical properties of soil. This fact leads to set the problematics of inverse analysis in geotechnical engineering: What information concerning the constitutive parameters of the soil is it possible to get from in situ measurement ?This study is dedicated to the identification of parameters of soil constitutive models by inverse analysis from in situ geotechnical measurements. The inverse analysis is based on a genetic algorithm optimization process. Furthermore, to describe the set of solutions identified from a genetic algorithm optimization, a statistical analysis based on Principle Component Analysis is introduced. This analysis provides a set of solutions of the inverse problem. If all solutions are not directly identify by genetic algorithm, a principle component analysis on these solutions permits to define an envelop in which all the parameter values satisfy the inverse problem. These developments are based on some synthetic excavation problems and pressuremeter tests.; La plupart des essais géotechniques in situ ne permettent pas d'identifier directement les paramètres constitutifs des couches de sol. L'utilisation de calculs par éléments finis pour dimensionner les ouvrages est ainsi limitée par une mauvaise connaissance des propriétés mécaniques des sols. C'est dans ce contexte que se pose la problématique d'analyse inverse en géotechnique : quelles informations concernant les paramètres constitutifs du sol est-il possible d'obtenir à partir de mesures in situ ? L'objectif de ce travail est de développer une méthode d'analyse inverse permettant d'identifier l'ensemble des paramètres constitutifs d'un sol à partir de mesures géotechniques in situ. La procédure est basée sur un processus d'optimisation par algorithme génétique. L'ensemble des solutions identifiées sont ensuite décrites mathématiquement par une étude statistique de type analyse en composantes principales. Cette étude montre que ce type d'optimisation par algorithme génétique permet d'estimer différentes solutions approchées pour les problèmes inverses de géotechnique. Si toutes les solutions d'un problème ne sont pas identifiées directement par l'algorithme génétique, leur exploitation par une analyse en composantes principales permet d'estimer l'ensemble des solutions du problème inverse. Cette méthode est développée sur des exemples d'ouvrages de soutènement et d'essais pressiométriques.

Dans cette thèse, une nouvelle loi d'endommagement en traction des roches sous chargement exploisif est établie. Basée sur l'approche micro-mécanique et énergétique, la loi d'évolution d'endommagement dynamique est conçue à l'aide de la méthode mathématique d'homogénéisation basée sur le développement asymptotique, et en tenant compte de l'effet inertiel lors de la propagation de fissure. Les simulations numériques sont présentées en vue d'illustrer la capacité du modèle à décrire les comportements connus comme les effets de taille pour la réponse structurelle, la sensibilité au taux de déformation, la transition fragile-ductile et la dispersion de l'onde.La loi est implémentée dans le code aux éléments finis LAGAMINE pour étudier la réponse macroscopique du modèle. Plusieurs cas d'applications en dynamique ont été examinés.\\- En 1D, les problèmes de localisation ont été étudiés dans une barre sollicitée en traction dynamique par une rampe de chargement. Selon l'amplitude de chargement, trois réponses ont été identifiées: a) comportement purement élastique pour des faibles charges, b) localisation à l'extrémité encastrée de la barre pour des chargements modérés et c) localisation à la tête de la barre pour des chargements élevés. L'influence de la taille microstrurelle sur la localisation a été examinée. Des simulations numériques de l'essai de traction dynamique par écaillage ont été éffectuées. Des essais expérimentaux de traction dynamique par écaillage ont été réalisés sur la bauxite et ont permis de valider le modèle en comparant l'analyse post mortem de l'éprouvette aux résultats des simulations numériques d'écaillage. Ces essais ont aussi permis de déterminer les caractéristiques mécaniques du matériau, la résistance mécanique en traction dynamique, l'instant de rupture et la vitesse de déformation à rupture.\\- En 2D, des simulations numériques sont efféctuées pour reproduire le comportement d'une mine sous charge explosive. Le modèle a été capable de reproduire l'endommagement en traction sous charge explosive. L'influence des paramètres du modèle tels que: l'orientation de fissures, la taille de microstructure et la valeur initial d'endommagement sur la distribution de l'endommagement autour du trou de charge a été étudiée. Enfin, un cas d'application sur les mines de bauxite de Guinée a été étudié, incluant un calcul de l'extension de la zone endommagée ainsi qu'une prédiction numérique du niveau de vibration engendrée suite aux tirs à l'explosif. La prédiction du modèle est globalement en accord avec les résultats de la littérature., Doctorat en Sciences de l'ingénieur, info:eu-repo/semantics/nonPublished